【摘要】《计算机组成与结构》是计算机专业的一门核心专业课程，在多门硬件课程中占用举足轻重的地位。本文结合作者教学经验，介绍了在教学过程中所用的一些教学方法，包括理论教学和实验教学，通过对这些教学方法的实践应用，达到了很好的教学效果，提高了教学质量。
【关键词】计算机组成与结构；教学方法；教学效果
1引言
《计算机组成与结构》属于技术性和实践性都特别强的一门课。通过本课程的学习使学生掌握单台计算机的基本组成与运行原理。由于该课程涵盖面广，既涉及到电子电路的知识，又涉及到数字逻辑以及汇编语言类的知识等，而且内容复杂，概念抽象，直观感差，从而理解起来比较困难，因此笔者认为需要一套完善的教学过程，才能保证学生正确理解基本概念，掌握计算机内部构造和工作原理，从而建立起系统级的整机概念。
2多样化的理论教学
2.1多媒体课件和传统板书有效结合
由于本课程概念抽象，内容复杂，信息量大，如果没有多媒体课件，课堂内容根本无法有效的灌输给学生，所以笔者制作了符合教材内容和有利于课堂互动的多媒体课件，除了POW－ERPOINT文件，还有CAI课件，多媒体课件的动画形式可以将计算机内部构造和抽象的工作过程形象的演示出来，比如在讲授指令的执行过程的时候，通过CAI课件的演示，可以完整的展示出计算机中各种信息的流动过程，学生有身临其境的感觉，加深了对知识的理解。虽然课件有生动形象，展示的信息量大等优点，但课件也不能完全代替板书，比如在讲解定点乘法运算时，由于计算机的运算方法是通过分析手算过程得出的，所以首先在黑板上把例题的手算过程写出来，分析手算过程的特点，如果用计算机实现会遇到哪些问题，通过什么样的方法来解决等等，从而引出计算机进行定点乘法运算的方法，再用多媒体课件演示计算机进行乘法运算的过程，而且可以分步对比黑板上的手算过程，有利于帮助大家掌握计算机进行乘法运算的方法[1]。
2.2类比法与对比法结合
由于课程内容抽象的特点，所以在课堂教学中经常采用恰当的比喻，可以使得抽象的概念直观化。比如如果把计算机比作一个工厂,那么运算器可以比作生产车间,控制器可以比作生产科输入设备可以比作供应科,输出设备可以比作销售科，存储器可以比作仓库，亦或是控制器比喻为人的大脑，存储器中的存储单元可以比作有编号的抽屉等等[2]。另外，在适当的环节应该对相似的概念进行对比总结，比如时钟周期、工作周期和总线周期，三个周期的概念比较相似但所表示的时间段是不同的，时钟周期是CPU内部一次数据通路传送操作所用的时间；而总线周期指的是经过总线传送一次数据所用的时间，通常包含若干时钟周期；工作周期指的是指令周期的一个操作阶段，可以包含多个总线周期[3]。
2.3课堂良好互动
为激发学生主动思考和积极性，笔者采用启发互动式教学，比如讲到显示器的时候，会先让学生由显示器联想问题，诸如平时见到的显示器都有哪些类型，购买显示器的时候，我们需要考虑哪些参数指标，显示器怎么显示字符，怎么显示图形等等一系列问题，然后在课堂上逐一对这些问题讲解。
2.4任务驱动法
为了提高大家的学习积极性，我通常给在每次下课的时候布置下一次课的预习作业，让学生在课堂上带着问题去听课，课后布置书面作业以及调查作业，比如让同学们去市场上去做相应调查，CPU的发展状况，性能，速率，品牌，总线、显示器等，然后对调查情况进行讨论分析并形成总结。这样会让学生对各个功能部件有更深入的认识。
2.5利用教学网站实现课下互动
由于课时有限，除了课堂上完善的教学过程，还要鼓励学生课下利用网络资源进行自学，比如说笔者创建了计算机组成与结构教学网站，可以实现答疑、提交作业、批改作业以及在线测试等等。
3硬件实现和软件模拟相结合的实验方式
3.1硬件实现
对于基础实验部分，包括寄存器实验、运算器实验、存储器EM实验等，由天惶公司的THTJZ-2型实验箱来完成，通过寄存器实验，可以使学生了解模型机中各种寄存器的结构、工作原理以及控制方法；运算器实验可以使学生对运算器的工作过程有一定的认识；主存储器EM实验，可以使了解程序存储器EM的读写原理以及控制方法。通过基础实验项目，对学生深入理解理论知识，提高学生动手能力起到很好的作用[4]。
3.2软件模拟
计算机组成原理是一门实践性很强的学科，长期以来学时的紧缺成为该科目的主要矛盾。学校即使能做到“人手一机”，也不可能让学生把实验设备带出实验室。“软件模拟”是指无硬件的情况下，只利用THTJZ-2型实验软件输入、修改程序，汇编成机器码，由软件控制程序实现单指令执行、单微指令执行、全速执行、设置断点，并可以在软件上观察指令或微指令执行过程中数据的走向、各控制信号的状态、各寄存器的值。
4教学效果分析
以上的教学方法已经应用到中国地质大学长城学院计算机专业的计算机组成原理课程的教学中，学生对计算机的基本原理有了一定的了解，对整机概念有了较深刻的理解，学生在实验期间，所学知识在现场得到了实践，方便了学生理论联系实际，更好地掌握计算机设计和工作的基本原理，同时以上教学经验和方法也得到同专业其他教师的认可,提高了本身的专业技能和研究水平,无论是对本校教学质量提升还是对兄弟院校同专业的教学均具有较好的推广价值。
参考文献：
［1］王爱英.计算机组成与结构［M］.北京,清华大学出版社,2013.
［2］袁春风，黄宜华等.”计算机组成与体系结构”课程群建设实践.计算机教育2010（13）.
［3］白中英,戴志涛.计算机组成原理［M］.北京,科学出版社,2013.
［4］纪禄平,刘辉等.计算机组成原理［M］.北京,电子工业出版社,2013.
作者：翟伟芳 冯娟 刘永立 单位：中国地质大学长城学院
